Глушители с клапанами для мотоциклов (3 видео)

Урчание V-образника, надсадный вой спортивного японского рядника, неторопливое тарахтенье рядной британской двойки… Вот какие ассоциации возникают у обычного человека при словах «выхлопная система». Конструкторы и инженеры видят все немного по-другому, с суровой технической стороны. Мы не будем забираться в глубокие дебри, а просто составим представление, как работает «выдох» наших мотоциклов, причем постараемся сделать это максимально интересно.

Теория, теория…

Основные задачи, которые ставятся перед системой выпуска — отводить выходящие из камеры сгорания газы, охлаждать их и снижать уровень шума. Представьте, что было бы, если бы горячий выхлоп вылетал из цилиндра прямо в атмосферу! Само собой, передняя шина на пару с крылом расплавилась бы, а уровень издаваемого двигателем шума стал бы просто невыносим (ради интереса, попробуйте снять выпускную систему и завести мотор. Посмотрим, сколько продержится ваш нежный слух). Кроме того, если в выхлопе осталось немного несгоревшего топлива, то оно бы эффектно сгорало при контакте с кислородом воздуха. Поэтому выпускная система отводит отработавшие газы в «хвостовую» часть мотоцикла, охлаждая их и устраняя нежелательные тенденции к сгоранию в атмосфере.

Еще одна задачи системы выпуска — использование пульсаций давления, образующихся на каждом рабочем такте. Это делается для улучшения очистки и наполнения камеры сгорания.

Обычно заводская выпускная система изготавливается из стали. В зависимости от требований стиля сталь хромируют или окрашивают жаростойкой краской. Иногда, хоть это и дороже, используется нержавеющая сталь.

У байка тоже есть пульс

Во время каждого такта сгорания при движении газа в выпускной трубе образуются волны высокого давления. Логично предположить, что за волной высокого давления следует волна низкого давления. В некоторой точке системы выпуска, которая определяется конструкторами, часть волн высокого давления соударяются с системой, в то время, как оставшаяся волна высокого давления покидает трубу, волна низкого давления, следующая за ней, отражается назад. Волна низкого давления способствует наполнению камеры сгорания свежей топливовоздушной смесью. Затем отраженная волна высокого давления предотвращает вытекание свежей смеси через выпускной канал. Следующая за ней волна низкого давления удаляет отработавшие газы из камеры сгорания. Процесс повторяется, мотоцикл дышит ровно и хорошо.

Длина каждой трубы выпускной системы тщательнейшим образом рассчитывается, чтобы пульсации давления оказались в необходимой точке в заданный момент времени. Правильно выполненный выпуск играет решающую роль в высокой производительности двигателя. Поэтому не стоит покупать «концы» малоизвестных подвальных фирм. Если уж покупаете тюнинговый выпуск, не пожалейте денег на качественный товар от именитого производителя.

Выпускная система сконструирована таким образом, что наилучшие характеристики ее работы обеспечиваются в узком диапазоне частот вращения двигателя. Поэтому для улучшения отдачи двигателя во всем диапазоне оборотов применяют различные системы, о которых мы дальше и поговорим.

Клапаны везде! Даже в выхлопных системах

За пределами определенных частот вращения двигатель работает относительно неэффективно. Первыми решить проблему взялись специалисты Yamaha, разработав систему EXUP (Exhaust Ultimate Power Valve, что в переводе на русский означает монструозное «Абсолютный мощностной клапан системы выпуска»). Данная конструкция явилась первым механизмом изменения внутреннего сечения выпускной системы, таким образом, добившись получения максимальной мощности во всем диапазоне работы двигателя. EXUP располагается между выпускными трубами и глушителем. Мощностной клапан закрыт до средних оборотов, тем самым уменьшая сечение трубы, и открыт при высоких оборотах, увеличивая сечение. Управление им берет на себя электроника и сервомотор. Интересно, что задумывался данный механизм как дополнительное средство уменьшения токсичности выхлопа, и устанавливался на FZR1000 в версии для Калифорнии, известной своими жесткими эко-нормами. Однако инженеры с удивлением обнаружили, что клапан еще и выравнивает мощностную характеристику, и даже слегка поднимает лошадиное поголовье в моторе! После этого, естественно, EXUP стали устанавливать на многие другие байки компании, в числе которых R1, MT-01 и FZ1.

Позже появились решения от Suzuki под названием SET (Suzuki Exhaust Tuning), и от Honda — H-VIX (Honda Variable Intake\Exhaust). Ничем принципиально не отличаются от EXUP, только в хондовском варианте используются отдельные клапана в выпускных трубах.

H-VIX на Honda Fireblade 954

Выпускные системы двухтактников

Влияние выпуска на характеристики двигателя здесь гораздо существеннее, чем на четырехтактниках (если непонятно почему, ознакомьтесь с нашей статьей на эту тему). На каждый цилиндр всегда устанавливается отдельный комплект из выпускной трубы и глушителя, а также резонатора.

Читайте также: Вентилятор вытяжной с обратным клапаном как подключить

На фото хорошо видно выпускную систему с резонатором. Honda RS250R

Последний необязателен, но позволяет реализовать существенный прирост мощности за счет естественных склонностей пульсаций выхлопа резонировать внутри выпускной системы. Система сконструирована так, что выпускная труба постепенно переходит в прямой конус глушителя, в конце которого располагается обратный конус, заканчивающийся небольшой выхлопной трубой. Правильно настроенный резонатор обеспечивает наилучшее наполнение цилиндра рабочей смесью, а значит — высокие мощностные показатели. Подобный эффект недостижим никаким другим способом.

При открытии выпускного окна газы вытесняются в выпускную систему, чему способствует поступающий свежий заряд, идущий из окон продувочного канала. Отработавшие газы в виде волн продвигаются по резонатору, постепенно расширяясь и теряя скорость. Когда волна достигает обратного конуса, она сжимается и частично отражается обратно, в виде обратной волны. Камера сгорания к этому моменту переполнена, и избыточная смесь начинает заполнять верхнюю часть выпускной трубы. По мере того, как поршень закрывает окна продувочного канала, обратная волна достигает выпускного окна, возвращая избыточную смесь в камеру сгорания, где она удерживается за счет перекрытия поршнем выпускных окон. Таким образом, достигается легкий эффект «наддува», и мощность двигателя возрастает по сравнению с обычными условиями (то есть если бы резонатора не было).

М. Кумбс, «Мотоциклы. Устройство и принцип действия».

Оптимальное для создания этого эффекта время прохождения обратной волны к выпускным окнам достигается при определенной частоте вращения двигателя, выше и ниже которой двигатель работает как обычно. Чтобы наиболее полно воспользоваться этим эффектом, необходима тщательная настройка системы — только так можно реализовать дополнительную мощность и знаменитый двухтактный «подхват». Двухтактные мотоциклы всегда будут обладать своим собственным характером — они живут короткой (в плане рабочих оборотов), но яркой жизнью. На двухтактниках тоже используют мощностные клапаны (опять-таки, об этом в нашей статье), но уделом 2Т-байков остаются скоростные прохваты где-то у красной зоны.

Ох уж эти зеленые!

В незапамятные времена, когда моторы не ограничивали в возможностях, а выхлопные системы были простыми и громкими, экологи решили, что слишком уж многое позволяют себе производители. «Их мерзкие мотоциклы загрязняют нашу голубую планету, шумят и фыркают. Надо прищучить их!» — решили они и потребовали тотального уменьшения уровней выбросов вредных веществ и значительного снижения громкости мотоциклов. В результате, на свет появились паразитные конструкции, которые прописались в выпускных системах наших байков. И называются они каталитическими нейтрализаторами (мне почему-то от этих мудреных слов вспоминаются «Звездные войны»).

Из химии мы знаем, что катализатор — это вещество, которое инициирует химическую реакцию между другими элементами, но само в реакции не участвует. Такой себе подстрекала. То есть катализатор не расходуется, а его свойства не меняются. Сам по себе КН необслуживаемый, но он очень хрупкий и может быть поврежден при неисправности выпускной системы, или при использовании этилированного бензина или неправильной топливовоздушной смеси. Этилированный бензин забьет КН отложениями, которые никакой «доместос» не отмоет.

Золото в трубах Kawasaki ZX-10R 2008

КН — это пористая структура, которая устанавливается в выпускной системе. В роли катализаторов выступают платина, палладий и родий, которые используются отдельно или в соединениях. Они сидят там для того, чтобы, в буквальном смысле, «обезвредить» вредные выбросы в отработавших газах, в результате химических реакций преобразуя CH, CO и NO_X в простой водяной пар, двуокись углерода и кислород. Пористым КН сделан для того, чтобы не создавать сопротивление потоку и увеличить поверхность для обеспечения реагирования всех вредных выбросов с соответствующими катализаторами. А расположен он именно там, где расположен, потому, что реакция будет проходить только в определенном температурном интервале. Кроме пористого элемента, присутствует камера, в которую подается воздух, и в которой происходят реакции преобразования вредных веществ в безвредные.

Катализатор, камера для осуществления реакций, хитроумный глушитель — злой ZX-10R очень любит природу!

Это настоящая радость эколога, однако простые райдеры тут явно ущемлены. Ведь катализатор утяжеляет систему на пару килограмм, и крадет у мотора какую-то часть производительности (хоть КН и пористый, но все-таки это гораздо хуже, чем если бы его там просто не было). Казалось бы — просто возьми и выкинь его, всего-то делов! Но нет, производитель ставит электронные препятствия. Например, у последних GSX-R1000 есть датчик, который следит, не выдрал ли жаждущий адреналина владелец КН «с мясом» из выпускной системы. Если катализатора нет — двигатель просто не запустится, только на приборке будет злорадно гореть лампочка. Вывод: если хотите увеличения числа пресловутых эл эс, лучше выкинуть всю стоковую систему, установив взамен aftermarket-комплект, и не забыв убрать досадный «глюк» в электронике. Тюнинговый выпуск сэкономит вес и при грамотной настройке добавит мощности. Про изменившийся звук я скромно умолчу…

Читайте также: Ruei ruei15991 ремкомплект клапана вентиляции картерных газов

И, наконец, банка!

Заканчивается выпускная система серийного байка глушителем. Его задача заключается в том, чтобы обеспечить максимально свободное прохождение газов с одновременным отводом избыточной энергии, коей шум и является.

Обычно это достигается за счет поглощения. Вырывающиеся газы замедляются благодаря их расширению в корпусе глушителя. Дальше импульсы дробятся при проходе через металлическую сетку и набивку из минеральной ваты или подобного материала. Когда они наконец найдут выход, то более-менее утихнут — цель достигнута.

Еще можно разделить корпус глушителя на множество небольших «туннелей», по которым газы движутся в различных направлениях по довольно извилистому пути. До того как покинуть выхлопную трубу, звуковые волны неоднократно отражаются, теряя тем самым энергию.
Как правило, оба подхода дополняют друг друга и находят место на борту одного мотоцикла.

Такие вот «превратности пути« ожидают шумные выхлопные газы в глушителе литровой Ниндзи.
Снизу виден мощностной клапан, в данном случае расположенный перед самым глушителем.

Банки глушителей от сторонних производителей, которые призваны «улучшить звук и дать плюс тысячу лошадиных сил», по сути, представляют собой полые емкости из титана, нержавеющей стали или карбона. Никаких глушащих элементов там нет и в помине, равно как и прибавок к мощности. Все, что Вы получаете — это измененный звук, причем не всегда в лучшую сторону. Стоит заранее узнать, как «поет» банка, на которую Вы положили глаз.

Итак, с выпускной системой мы разобрались. Тем не менее, в мотоцикле еще много интересных систем, которые только и ждут, когда мы их с пристрастием рассмотрим. Оставайтесь с нами!

Содержание

Комментарии
Как устроен глушитель мотоцикла?
Как работает выхлоп?
Гашение пламени, охлаждение газов и отведение их в заднюю часть мотоцикла
Экологичность
Снижение уровня шума
Форма и длина
Выпускной коллектор
Диффузор
Глушитель
💥 Видео

Как устроен глушитель мотоцикла?

Мотоциклетный выхлоп – это сложная конструкция. Чем современнее модель, тем более она замысловата. При этом работа большинства опций напрямую связана с электрикой. К примеру, если вынуть чип, то «железный конь» может вовсе не завестись, а просто мигнуть лампочкой. Мы остановимся на том, как устроен глушитель мотоцикла, его принцип работы и параметры. Благодаря данной информации можно разобраться быстров причине поломки, изменение звука работающего двигателя.

Современные модели мотоциклов оснащаются звукопоглощающими или резонаторными глушителями. В редких вариантах можно встретить комбинированную систему. Чаще всего устанавливают резонаторные глушители. Однако любители грохочущего звука предпочитают звукопоглощающие виды, изготовленные из нержавейки или алюминия. Они отличаются также эстетичным внешним видом и улучшают «дыхание». Модели из других материалов стоят дороже.

Титановые глушители зарекомендовали себя, как особо прочные. Поэтому их выбирают любители активной езды. Установка такого вида помогает свести к минимуму возможность повреждения глушителя при столкновении с асфальтовым покрытием.

Видео:Прямоток | ЗА или ПРОТИВ? Выхлопные системы мотоциклов.Скачать

Как работает выхлоп?

Главная обязанность – обеспечение отвода и охлаждения воздуха так, чтобы отраженный газ возвращался обратно к выпуску до его открытия. Однако некоторые забывают об этом, акцентируя внимание только на качестве звука. Так, глушитель еще и:

Улучшает наполняемость мотора, увеличивая его мощность.
Гасит пламя от оставшегося горючего.
Уменьшает уровень шума.

В идеале выхлоп работает так:

впускной клапан открывается;
создается волна уменьшенного давления, идущая к воздушному фильтру;
около конца патрубка поток частично отражается, из-за чего образуется высокое давление;
выпускной клапан открывается;
струя повышенного давления проходит до самого конца системы выхлопа;
газы отражаются, превращаясь в волну с низким давлением.

Для эффективного и быстрого охлаждения газов они должны расшириться. Для этого объем системы выхлопа должен быть значительно больше объема цилиндра.

По правилам, длина впускного тракта рассчитана так, чтобы отраженный газ направился обратно четко к раскрытию клапана. В этом случае наполняемость цилиндра становится больше, благодаря чему увеличивается мощность мотоцикла. Отраженные волны, возвращаясь к новому выпуску, способствуют удалению отработанного газа.

Если же газ вернется к клапану, пока тот еще закрыт, то он при открытии направит часть волн назад.

Гашение пламени, охлаждение газов и отведение их в заднюю часть мотоцикла

Это вторая по важности функция выхлопа, защищающая преимущественно водителя, а не сам аппарат. Без глушителя мотоцикл заводить категорически не рекомендуется, потому что из трубы вылетает пламя, которое может нанести непоправимый вред.

Горячий газ обязательно нужно остужать – это и делают трубы. Для того, чтобы дым и разгоряченный воздух не доставляли водителю неудобств, труба выведена в хвостовую часть аппарата. Наиболее оптимальное расположение выхлопа – когда трубы не направлены на чувствительные детали мотоцикла. Некоторые забывают про это, из-за чего опаляются кофры или другие пластиковые части.

Экологичность

В настоящее время большое внимание уделяется экологии. Поэтому современные модели оснащены сложными выхлопными системами с катализаторами и фильтрами.

Снижение уровня шума

Это не такая важная опция, но без нее никуда. При правильной настройке выхлопа мотоцикл издает бархатистое «урчание», которое так любят пилоты. Однако звук – это не цель при разработке, а только сопутствующая характеристика.

Высокий грубый тон выхлопа не нравится никому – пониженный тембр куда приятнее на слух. По этой причине многие водители гонятся за красивыми урчащими звуками, а после установки такого выхлопа узнают, что дополнительно увеличили мощность своего железного коня. Хорошо настроенный и исправный выхлоп способен улучшить характеристики мотоцикла.

Видео:Выхлопные трубы мотоциклов (Как это работает)Скачать

Форма и длина

Как говорилось выше, объем трубы выхлопа должен быть больше, чем объем цилиндра. Поэтому от короткой трубы будет меньше эффекта, чем от длинной. К тому же, раскаленный газ из короткой системы будет опасен для пилота.

Формы конструкции должны быть округлыми. На острых углах начнет замедляться движение воздуха, из-за чего места изгибов будут раскаляться, в результате чего со временем появится трещина.

Конфигурация выхлопа тоже относится к форме – это выходящие из цилиндров трубы. Их может быть разное количество:

2 в 1 системе;
4 в 1 системе;
4, переходящие в 2, а затем в 1 систему;
иные паукообразные варианты, соединяющиеся общим диффузором.

Это зависит от самого мотора. На двухтактные аппараты обычно ставят по отдельной трубе на цилиндр. Тогда объем выхлопа так сильно превосходит объем двигателя, что волны воздуха могут достаточно расширяться на выпуске для полного охлаждения.

Видео:Звук выхлопа китайской банки глушителя Yoshimura (прямоток)Скачать

Выпускной коллектор

На сленге мотоциклистов он называется «коленом» из-за схожего изгиба.

Наиболее популярная система конфигурации – 4 в 1. То есть, коллектор имеет 4 выхода на цилиндр, соединяющихся в единый и выходящих к глушителю. Подходит для езды на больших оборотах, и поэтому ее часто выбирают мотоспортсмены.

Эта система чаще всего изготавливается из нержавеющей стали, потому что принимает первую волну разгоряченного воздуха. Если же она сделана, к примеру, из чугуна, то образовываемый после выключения мотора конденсат способен привести к коррозии. Нержавейка же этого не боится, плюс она довольно долговечная.

В некоторых случаях коллекторы делают из керамики. Однако это пользуется спросом преимущественно у профессиональных пилотов, так как данный материал хорош лишь тем, что у него сравнительно маленький вес. Основной минус – крайне быстро изнашивается.

Видео:Почему стреляет в глушительСкачать

Диффузор

Находится между глушителем и коллектором. В диффузоре горячий воздух расширяется для охлаждения перед выходом из трубы.

Видео:Как Установить и Настроить Прямоток на МотоциклСкачать

Глушитель

Та самая часть, которая способна менять тембр выхлопа. Именно ее пилоты переустанавливают, когда хотят изменить звучание.

Внутрь глушителя могут устанавливаться разные примочки. Чаще всего встречаются:

Катализаторы и фильтры – помогают приводить выхлоп к экологичному уровню. Встречаются в более современных моделях.
Db Killer – система, имеющая много каналов с отверстиями, пропускающих сквозь себя воздушные волны. Она увеличивает сопротивление газовым потокам. Без такой «флейты» выхлопная система станет похожа на прямоток с абсолютно другим звучанием.

Некоторые мотоциклы позволяют открывать и закрывать заслонки с помощью кнопки на руле. Это помогает изменять звуки и выхлоп по ситуации. Наиболее известная марка такой системы – Dr. Jekill & Mr. Hyde, которую можно поставить на многие аппараты.

Рассматривая, как устроен глушитель мотоцикла, нельзя не упомянуть про мощностной клапан. Он распределяет отраженные волны воздушного потока. Это необходимо, чтобы газ не добрался до выпускного клапана, когда тот закрывается. Клапан пропускает лишь волны, наполняющие цилиндр и избавляющие его от переработанного воздуха. Чаще всего при изготовлении используют: титан, алюминий, карбон, нержавейка.